选修3-1 1.8电容器与电容

Q C U
V S h
＋Q ＋＋＋＋＋＋＋＋
－－－－－－－－
U
－Q
容纳电荷的本领， 与水桶截面积S 类比
二、电容器的电容
4、电容的单位：
法拉: F
1F=1C/V
如果一个电容器带1C电量时，两极间电压 是1V，这个电容器的电容就是1F
还有：微法（µＦ）、皮法（pＦ）
1F 10 F 10 pF
电容的另一种定义式
三、平行板电容器的电容
1、电容与两板正对面积S的关系： Q C 静电计 U
S
U
C C
S
U
CS
三、平行板电容器的电容
2、电容与板间距离d的关系：
Q C U
d d
U U
C C
1 C d
三、平行板电容器的电容
3、电容与电介质的关系：
Q C U
介质
U
一、电容器
１、定义：
电容器的极板
任何两个彼此绝缘又相距很近的导体， 组成一个电容器。
平行板电容器 电容器的极板
电介质
一、电容器
2、电容器的充电： 正极板
将电容器两个极板带上电荷的过程，叫 电容器的充电。
＋Q ＋＋＋＋＋＋＋＋
－－－－－－－－
有短暂 两极间 的电流 有电压
两板分别带等量异 种电荷。每1个极板 带电量的绝对值叫 电容器的带电量
例与练
2、如图所示，将平行板电容器两极板分别 接在电压是6V的电池组正负极，跟电池组 负极相连的极板带电量为-9.0×10-8C ，则 电容器的带电量为 9.0×10-8 C，电容器 4 1.5pF ×10 的电容为 。若将此电容器两 极接电压12V的电池组正负极，电容器的 1.5 × 104 电容为 pF 。 ＋Q
d
U不变
1 C d
E C Q C
U
Q
例与练
5、平行板电容器充电平衡后与电源断开， 两极板间的电压是U，充电荷量为Q，两 极板间场强为E，电容为C，现将两极板间 距离减小，则（ ） E与d无关， A.Q变大 B.C变大 即 E 不变。 C.E不变 D.U变小
d
BCD
Q不变
U Q 4kQ U E S d Cd C
例与练
6、 用电压为U的直流电源给电容为C平行 板电容器充电，充完电后电容器两板间的 场强大小为E。 （1）充完电后，若仍闭合电键K，将电容 器两极板正对面积变为原来的一半，则电 容器的电容变为 C/2 ，流过导线中的电 正 流方向为从 极板流向 极板。 负
例与练
6、 用电压为U的直流电源给电容为C平行 板电容器充电，充完电后电容器两板间的 场强大小为E。 （2）充完电后，若断开电键K，将电容器 的两个极板距离变为原来的一半，则电容 器的电容变为 2C ，电容器两极板间的电 压变为 U/2 ，电容器两极板间的电场强度 为 。 E
C
C r
三、平行板电容器的电容
4、平行板电容器的电容公式：
CS 1 C d C r
介电常数 真空εr=1
两板正对面积
rS C 4kd
静电力常量 两板间距离
例与练
4、平行板电容器充电平衡后仍与电源相连， 两极板间的电压是U，充电荷量为Q，两 极板间场强为E，电容为C，现将两极板间 AB 距离减小，则 （ ） A.Q变大 B.C变大 C.E不变 D.U变小
电容与电 压U无关
＋＋＋＋＋＋＋＋
－－－－－－－－
－Q
例与练
3、对于一个给定的电容器，在如下图所示 中，描述电容C、带电荷量Q、电压U之 间的相互关系的图线中正确的是 （ B ）
例与练
4、电容器的电容C= 2.0×10-8F ，如果电 容器两极板电压增加了10V，则电容器的 带电量变化了多少？
Q1 Q1 CU1 C U1 Q2 Q1 C(U 2 U1 ) Q2 Q2 CU 2 C Q U2 C -7 U 即Q CU 2.0 10 C
E
－Q
负极板
从电源获得的电能→电场能
一、电容器
3、电容器的放电：
用导线将充电后的电容器两极接通，两 极失去电荷的过程，叫电容器的放电。 电容器两极正负电 荷通过导线中和。
＋Q ＋＋＋＋＋＋＋＋
－－－－－－－－
在放电过程中导线上 有短暂的电流产生
－Q
电场能 →其他形式的能量。
二、电容器的电容
1、电容器带电的特点： 两极间有电压U水量QFra bibliotek深度h〓
截面积S
2、电容器带电与水桶盛水类比： 类比
Q
+ + + + + + +
-
Q
+ + + +
-
U
U
V与h的关系
V =S h
S的大小 与V、h无关
Q ＝C U
即：C大容纳电荷的本领大
C小容纳电荷的本领小
二、电容器的电容
3、电容的定义式：
电容器所带电量Q与电容器两极间的电 压U的比值，叫电容器的电容。
滴P正好静止在极板正中间，现将两极板间的上 板左移一些，其它条件不变。则（ D） A．油滴将向上加速，电流计中电流由b流向a B．油滴将向下加速，电流计中电流由a流向b C．油滴将静止不动，电流计中电流由b流向a D．极板带电量减少，两板间电势差和场强不变
例与练
6、 用电压为U的直流电源给电容为C平行 板电容器充电，充完电后电容器两板间的 场强大小为E。 （3）充完电后，若仍闭合电键K，将一块 厚度为两板距离一半的平行于极板的矩形 金属块放入两极板中间，电容器的电容变 为 2C ，流过导线中的电流方向为 负 正 从 极板流向 极板。
例与练
7、如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油
充电后的电容器两极间的电压，叫电容 器的电压。电容器的带电量Q越多，电压U越高。
Q=0.01C，U=100V Q=0.02C，U=200V Q=0.03C，U=300V
＋Q ＋＋＋＋＋＋＋＋
－－－－－－－－
…………
Q与U成正比 Q/U是定值
－Q
举例：圆柱型水杯容器的储水问题:
h
h
A
B
C
1.水位每升高h，试比较A、B、C的储水量 2.哪个储水本领大？ 3.如何反映其储水本领？
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例与练
1、
关于电容，下列说法中正确的是 （ D ）
A．电容器的极板上带电量越大，这只电容 电容器的电容与电量Q 器的电容就越大 及电压U都无关，由电 B．电容器的极板间电压越大，这只电容器 容器本身决定。 的电容就越大 与水桶截面积S类似。 C．如果电容器两极板上没有带电，它的电 容为零 D．对某一个电容器来说，两板间的电势差 随所带电量的增加而增加